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第214章 经典物理学的璀璨与乌云(2/2)

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第一朵乌云和麦克斯韦电磁学有关,也就是迈克尔逊-莫雷实验。

该实验发现以太不存在,光速不变。

由此引发了李奇维和爱因斯坦合作发表的狭义相对论。

而接下来,将是震惊世界的广义相对论,当然,李奇维现在还没有准备好。

第二朵乌云和热力学有关,即能量均分定理在黑体辐射中遇到了问题。

由此引发了李奇维和普朗克合作发表的量子论。

而未来的玻尔将会把量子概念,应用到原子结构中,提出量子化轨道。

这将是旧量子论的巅峰。

真实历史上,普朗克、爱因斯坦、玻尔,就是旧量子论三巨头。

然而现在,三巨头将会变成了普朗克、李奇维、玻尔。

但即便到那个时候,量子论依然没有蜕变成量子力学。

直到海森堡提出矩阵力学,量子力学才真正成为一门理论,后面不断完善。

这中间发生的故事,涉及到的物理学家比较多。

李奇维慢慢地按照时间顺序,记录下来。

除了上面的两朵乌云,还有几朵小乌云。

第一朵小乌云是光电效应,已经被李奇维提出的光量子解决。

真实历史上,是被爱因斯坦解决,这也是他为何会被称为旧量子论三巨头之一的原因。

因为光量子的概念,就是把光当成了一个个量子。

虽然密立根已经证实了该理论的正确性,但是很多物理学家依然不相信,光会是量子的。

因为他们想象不出来这个图景。

第二朵小乌云是元素的光谱问题,即光谱学。

它是研究电磁波和物质之间的相互作用的一门学科。

早在几百年前,牛顿就已经使用三棱镜分解太阳光,发现了太阳的简易光谱。

后来物理学家们借助更先进的光栅等光学仪器,可以分析一束电磁波的波长分布。

这种各个波长的电磁波排列在面板上的图像就是所谓的光谱。

十九世纪,德国是光学研究的中心,黑体辐射问题也是德国最先提出和展开研究的。

1850年左右,德国物理学家基尔霍夫,发现了元素的放射光谱。

那个时代,人们还不知道原子到底存不存在。

所谓的化学家,能干的事就是称量一下反应前后的重量变化,或者是把元素放在火上烧一烧。

嘿,你别说,这一烧,就烧出个重大成果。

化学家们发现,每种元素在被火焰灼烧时,都会有自己特定的颜色。

比如钾元素是紫色、钠元素是黄色、钙元素是红色。

后世的我们知道这些是焰色反应,是由电子跃迁造成的。

但那时的科学家们可不知道。

后来基尔霍夫知道这个现象后,他很感兴趣。

他制作了一个光谱仪,专门分析这些元素被烧时放射的光谱。

他发现元素的放射光谱都是分开的线条,就像条形码一样,而不是连续的波谱。

接着,他把当时已知的所有元素的放射光谱,全都做实验记录了下来。

以后拿到一团未知的物质,只要放在火上一烧,分析它的光谱,就能知道物质的组成元素。

后来,基尔霍夫宣称他知道了太阳的组成。

这立马在科学界引起了轩然大波,超级震动。

所有人都觉得不可思议,然而当他们了解了基尔霍夫的理论后,发现好像确实能知道太阳的组成了。

因为只要分析太阳的发射光谱就行了。

但是,激动过后,物理学家们就产生了疑问。

元素的发射光谱是如何形成

为什么这些光谱是分开的线条而不连续

为什么每种元素的发射光谱不一样呢

真实历史上,这些问题都会被未来的玻尔解决。

第三朵小乌云是元素周期表的排列问题。

虽然门捷列夫大神,创造了震惊世人的元素周期表,但他是按照原子量的大小排列各种元素的。

比如氢元素的原子量最小,定为1。

其他元素依次按照重量与其比较,不同的原子量就排在不同的位置。

然而随着卢瑟福发现了放射性现象的本质。

人们又发现了很多新的元素,这些元素和某些元素化学性质完全一样,但是原子量却不一样。

那么这些新的元素要放在元素周期的什么位置

真实历史上,索迪提出同位素的概念后,才完美解决了这个问题。

而索迪的成果,几乎都是在卢瑟福的实验基础上完成的。

可见这个时代,化学家相比物理学家多么卑微。

化学家在世人的眼里就是炼金术士,根本毫无理论可言。

物理学家们随手漏点,都够化学家消化一段时间了。

也难怪说化学的本质是物理。

至于第四朵小乌云,李奇维把“场”放了上来。

电场、磁场等等,此时的物理学家们对于场的概念一点也不陌生。

用它解决问题得心应手。

然而场看不见、摸不着,却又真实存在,就像幽灵一般。

没有人知道场的本质是什么。

后来狄拉克把场和量子力学结合在一起,创造了量子场论,深深影响了后世的物理学。

李奇维写到这里,就停下笔了。

他终于把经典物理学遇到的最主要的问题,梳理完毕。

接下来,就是实验物理学家们发现的更多的问题。

比如伦琴的x射线、居里夫人的放射性、汤姆逊的原子结构研究等等。

这些都是属于现代物理学的内容了。

这也是从1900年到1909年为止,物理学家们主要的研究内容。

再加上相对论和量子论,新旧物理学泾渭分明。

这些新的理论和现象,才算是真正打开物理学的大门,让人类一窥真理的面容。

曾经让所有物理学家引以为傲的经典物理学大厦,开始风雨飘摇。

而新的大厦,刚刚打下地基,还未展现它璀璨的一面。

这是最好的时代,旧神已经陨落,新神还未归位。

这也是最坏的时代,物理学的发展逐渐超越了人类的想象,世界的本质甚至都变得模糊。

哪怕是真神也有被蒙蔽双眼的时候。

李奇维突然豪情万丈。

他作为相对论和量子力学的共同创始人,自然知道未来是多么的精彩。

那一个个激动人心的理论和发现,都将与他脱不开关系。

他要超越众神,成为众神之神!

今天可能就这一更哈,但字数其实算2更了。

接下来的剧情还是很难写的,作者需要仔细查一下资料。

关键是又要写爽,又要写对,呜呜呜,难度太大了。

而且我为了读者方便,还得科普很多内容。这就导致内容会稍微繁琐一点,希望大家不要介意。

因为不写清楚的话,大家可能根本不知道爽在哪里。

总不能,我水字数,说,哇,这个理论牛逼,所有人膜拜。

大家只会:黑人问号脸。

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